先前的研究发现，静息脑干细胞和正常星形胶质细胞之间的基因表达相似，尽管它们具有非常不同的功能。德国癌症研究中心(DFKZ)和海德堡大学的科学家对星形胶质细胞的表观遗传变化的新研究有助于解释这是如何实现的。这项研究的细节发表在《自然》杂志上，题为“DNA甲基化控制健康和缺血状态下星形胶质细胞的干细胞性”。

大多数星形胶质细胞支持大脑中的神经细胞。脑干细胞是一种特殊类型的星形胶质细胞，可以分化成各种脑细胞。研究人员通过小鼠实验表明，大脑供血不足会表观遗传地将星形胶质细胞重新编程为脑干细胞，然后产生神经祖细胞。这些发现对再生医学具有重要意义。他们认为，星形胶质细胞有可能被重新编程以替代受损的神经细胞。

在论文中，研究人员解释了他们如何研究这两种神经细胞类型之间的联系。他们从脑室-脑室下区(vSVZ)中分离出普通星形胶质细胞和脑干细胞，脑室-脑室下区是成年小鼠大脑中含有年轻神经元的区域。他们分析了基因表达数据以及细胞中的甲基化模式。他们注意到脑干细胞具有独特的甲基化模式，这使它们与其他星形胶质细胞区分开来。

具体而言，“某些基因在脑干细胞中被去甲基化，而这些基因原本只被神经前体细胞使用。这使得脑干细胞能够激活这些基因，从而产生神经细胞本身，”DFKZ的博士生、本出版物的第一作者LukasKremer解释说。正常的星形胶质细胞中，该通路中的基因被DNA甲基化阻断。

接下来，研究人员探索了甲基化是否可用于将星形胶质细胞转化为vSVZ以外大脑区域的脑干细胞。如果可能的话，这将是“再生医学修复大脑受损区域的重要一步”，DKFZ团队负责人、该研究的主要研究人员之一AnaMartin-Villalba博士指出。“专门改变甲基化谱的技术可能代表一种产生新神经元和治疗神经疾病的新治疗方法。”

研究小组从之前对中风或脑损伤等疾病的研究得知，当大脑的血液供应被切断时，新神经细胞的数量会增加。为了调查甲基化改变是否与这一过程有关，他们短暂切断了小鼠大脑的血液供应。他们发现，即使在vSVZ之外，也存在具有典型干细胞甲基化特征的星形胶质细胞以及更多的神经祖细胞。

“血液供应不足显然会导致大脑某些区域的星形胶质细胞重新分配DNA上的甲基标记，从而使其干细胞程序变得可行。重新编程的细胞随后开始分裂并形成新神经元的前体，”海德堡项目组负责人、这项研究的主要研究人员之一SimonAnders博士说。“如果我们更好地了解这些过程，我们可能能够在未来专门刺激新神经元的形成。例如，中风后，我们可以增强大脑的自愈能力，以便修复损伤。”

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